工程教育專業(yè)電子線路CAD教學(xué)實(shí)踐

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一、課程實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.設(shè)置實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

在本課程的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中設(shè)置了12學(xué)時(shí)必開實(shí)驗(yàn)，包括驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。主要目標(biāo)概括為以下四點(diǎn)：

（1）掌握電路性能仿真方法，提高對(duì)電路的設(shè)計(jì)、分析、調(diào)試、故障排除的能力。

（2）掌握虛擬儀器儀表的使用方法。

（3）掌握電子線路原理圖設(shè)計(jì)的過程、方法及技巧。

（4）掌握印刷電路板圖設(shè)計(jì)的過程、方法和技巧，訓(xùn)練電路設(shè)計(jì)方面的綜合工程素質(zhì)。具體項(xiàng)目設(shè)置為：Multisim10界面設(shè)置及原理圖繪制（2學(xué)時(shí)驗(yàn)證型）、Multisim10虛擬儀器儀表使用（2學(xué)時(shí)驗(yàn)證型）、Multisim10分析功能及電路特性仿真（2學(xué)時(shí)設(shè)計(jì)型）、AltiumDesigner原理圖設(shè)計(jì)（2學(xué)時(shí)設(shè)計(jì)型）、AltiumDesignerPCB步線練習(xí)（4學(xué)時(shí)設(shè)計(jì)型）。

1.考核方式

考核內(nèi)容為學(xué)生實(shí)驗(yàn)完成情況和實(shí)驗(yàn)報(bào)告兩項(xiàng)。關(guān)于實(shí)驗(yàn)完成情況，考核學(xué)生是否參加實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)過程中是否認(rèn)真、是否完成（獨(dú)立完成）并得到正確結(jié)果；關(guān)于實(shí)驗(yàn)報(bào)告，考核學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告是否正確、完整、無(wú)誤，實(shí)驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容應(yīng)包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)中遇到的問題及解決辦法，并附實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析，最后在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上給出考核分?jǐn)?shù)。對(duì)實(shí)驗(yàn)完成情況記實(shí)驗(yàn)成績(jī)分，對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告記實(shí)驗(yàn)報(bào)告分。兩項(xiàng)成績(jī)之和為實(shí)驗(yàn)課成績(jī)，占課程總成績(jī)的50%。

二、上機(jī)考試設(shè)計(jì)

1.考試方法

配合本課程的教學(xué)目標(biāo)，期末考試采用上機(jī)操作考試，開卷，一人一機(jī)，上交電子答卷word文件。老師對(duì)電子答卷進(jìn)行評(píng)閱，記錄成績(jī)。考試題目類型為綜合型大題，考查軟件操作、模擬/數(shù)字電路分析與仿真、常用儀器儀表使用、元器件辨識(shí)、原理圖和PCB圖繪制的基本技能，考核范圍全面，難度中等偏上，符合教學(xué)大綱的要求。

2.考試內(nèi)容

試卷一般包括三道大題，覆蓋了本課程兩個(gè)電子線路cad教學(xué)軟件的主要內(nèi)容，包括基礎(chǔ)部分和應(yīng)用部分，考查了學(xué)生的基本操作技能和虛擬設(shè)計(jì)及測(cè)量的工程素質(zhì)。第一大題為Multisim模擬電路操作題，主要考察軟件Multisim的基本概念學(xué)習(xí)情況及模擬電路的仿真與分析能力，包括一些基本物理單位的使用、基本虛擬測(cè)量?jī)x器儀表的使用等，例如：繪制單管放大電路、對(duì)電路輸出變量進(jìn)行測(cè)量以及電路頻率特性測(cè)量等內(nèi)容；第二大題是Multisim數(shù)字電路操作題，考察軟件Multisim的使用情況，包括數(shù)字電路的元器件、常用虛擬儀器儀表及常用分析和仿真方法等，例如：按要求繪制異步預(yù)置計(jì)數(shù)器電路圖、電路元件設(shè)置、添加邏輯分析儀進(jìn)行波形測(cè)量等內(nèi)容；第三大題是AltiumDesigner上機(jī)操作題，主要考察軟件AltiumDesigner的學(xué)習(xí)應(yīng)用情況，包括原理圖輸入、元器件庫(kù)使用、PCB板繪制的基本規(guī)則和方法等，例如：計(jì)數(shù)顯示電路原理圖繪制、PCB圖繪制、PCB板參數(shù)設(shè)置等內(nèi)容。

三、結(jié)論

目前該教學(xué)模式已實(shí)行兩年，效果顯著，課堂演示、實(shí)驗(yàn)操作的出勤率接近100%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告上交接近100%，多數(shù)學(xué)生成績(jī)優(yōu)良。從上機(jī)考試答題情況看，學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況較好，按要求繪制電路原理圖的操作技能達(dá)到了熟練的程度。對(duì)于“電子線路CAD”這門實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，我們?cè)诮虒W(xué)中選用Multisim和AltiumDesigner兩個(gè)流行軟件作為教學(xué)工具，完全符合時(shí)代科技發(fā)展要求。另外，加強(qiáng)課程實(shí)驗(yàn)和采用上機(jī)考試都強(qiáng)調(diào)了工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)需求，對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的鍛煉起到重要作用，這種工程能力在后續(xù)課程中得到了充分的應(yīng)用和實(shí)踐，包括：課程學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)（綜合測(cè)控實(shí)踐）、畢業(yè)設(shè)計(jì)、電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、大學(xué)生創(chuàng)新科技活動(dòng)等環(huán)節(jié)。隨著工程教育專業(yè)的建設(shè)與發(fā)展，對(duì)于各門專業(yè)核心課程的教學(xué)改革與探索始終是非常重要的。

作者：張曉青 單位：北京信息科技大學(xué)